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1、 設計說明書 題目：傳動箱體的工藝規(guī)程及銑Φ42孔端面的夾具設計 學 生： 學 號： 專 業(yè)：機械設計制造及自動化 班 級：機械L144 指導老師： 河北科技大學理工學院 《機械制

2、造工程學》課程設計任務書 設計題目機械加工工藝規(guī)程及其夾具設計指導教師 專業(yè)機械設計制造及自動化班級機械L144 學生姓名 XXX 學號 XXXXXXXX 一、課程設計的目的和基本要求 通過課程設計，使學生綜合運用所學知識和機械制造工程的基本理論，分析和解決零件在加工中的定位、夾緊、合理安排機械加工工藝路線、確定工序余量及工序尺寸等問題，設計的夾具結構合理，能夠保證加工質量，盡可能做到高效、省力、經濟合理，學會使用手冊圖書資料，檢索有用信息，設計說明書的編寫培養(yǎng)學生的文字表述能力。 二、課程設計的內容 根據所給零件圖紙要求，針對一般機械加工企業(yè)的加工條件

3、，按照中批生產擬定其機械加工工藝規(guī)程，設計指定工序的專用機床夾具。主要完成以下內容： （1）毛坯圖設計，繪制毛坯圖圖紙一張。 （2）制訂指定工件機械加工工藝規(guī)程，填寫其工藝過程卡及指定工序的工序卡一套。 （3）設計指定工序專用夾具及其主要零件。具體要求為，繪制機床夾具總裝配圖圖紙一張，1~3個零件圖。 （4）撰寫設計計算說明書一份，不少于8000字。 三、課程設計進度安排 本課程設計用三周時間完成。各部分所占時間分配大致如下： （1）明確任務，熟悉零件圖，對零件進行工藝分析，繪制毛坯圖 （2天） （2）選擇加工方案，確定工藝過程，填寫工藝文件 （2 天）

4、 （3）機床夾具設計，繪制總裝配圖、零件圖（8天） （4）編寫設計計算說明書（2天） （5）答辯（1天） 四、課程設計教材及主要參考資料 [1] 尹成湖，李保章，杜金萍，主編. 機械制造技術基礎課程設計. 北京：高等教育 出版社，2009 [2] 方若愚等編.金屬機械加工工藝人員手冊.上海：上海科學技術出版社，1981 [3] 東北重機學院等編.機床夾具設計手冊. 上海：上?？茖W技術出版社，1979 [4] 孫麗媛.機械制造工藝及專用夾具設計指導.北京：冶金工業(yè)出版社，2002 [5] 孟少農主編.機械加工工藝手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1991 [6] 龔安定等編.

5、 機床夾具設計.西安：西安交通大學出版社，1991 摘 要 本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 傳動箱體加工工藝規(guī)程及其夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生

6、的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。 全套圖紙加扣 3346389411或3012250582 目 錄 序 言 1 一 零件的分析 2 1.1 零件的作用 2 1.2 零件的工藝分析 3 二 毛坯的確定 4 2.1確定毛坯的制造形式 4 2.2毛坯形狀及尺寸 4 三 擬定加工工藝路線 5 3.1 基準的選擇 5 3.1.1粗基準選擇 5 3.1.2 精基準的選擇 6 3.2 制定工藝路線 7 四 切削用量及工時計算 9 五 夾

7、具設計 14 5.1 問題的提出 14 5.2 定位基準的選擇 14 5.3夾緊方案的設計 16 5.4切削力及夾緊力計算 16 5.5定位誤差分析 18 5.6夾具設計及操作簡要說明 20 總 結 21 致 謝 23 參 考 文 獻 24 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上

8、講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 傳動箱體的加工工藝規(guī)程及其夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行課程設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。

9、 一 零件的分析 1.1 零件的作用 齒輪箱是蝸輪箱的主要部件。蝸桿傳動在齒輪傳動箱中實現。蝸桿傳動是一種在空間中傳遞兩個軸之間運動和動力的傳動裝置。兩個軸之間的夾角可以是任意值，通常為90度。蝸桿傳動用于傳遞相交軸間的運動和動力。蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成，一般蝸桿為主動件，上面φ52H7與φ35H7同軸孔安裝蝸桿，下面φ62H7與φ42H7同軸孔安裝蝸輪，蝸桿傳動蝸輪實現變速傳動。傳動箱體零件圖1-1如下： 圖1-1 傳動箱體零件圖 1.2 零件的工藝分析 齒輪傳動箱體上的主要加工面為φ120外圓與止口平面、φ52H7與φ35H7孔、φ62H7與φ42H7孔

10、。 止口平面的垂直度0.02mm直接影響機器與齒輪傳動箱的接觸精度及密封。 φ52H7與φ35H7孔的尺寸精度，φ35H7孔與φ120外圓同軸度Φ0.025mm，直接影響蝸桿與蝸輪的嚙合精度、機器與齒輪傳動箱聯接時的正確定位等。因此，在加工它們時，最好能在一次裝夾下將兩面或兩孔同時加工出來。 Φ62H7與φ42H7孔的尺寸精度，φ62H7孔與φ42H7孔中心線對各自孔口端面的垂直度Φ0.04mm，直接影響蝸輪與蝸桿的嚙合精度、機器與齒輪傳動箱中蝸輪聯接時的正確定位等。因此，在加工它們時，最好能在一次裝夾下將兩面或兩孔同時加工出來。 二 毛坯的確定 2.1確定毛坯的制造形式 灰鑄

11、鐵的力學性能與基體組織和石墨形態(tài)有關。在嚴重的灰鑄鐵基體中的石墨鱗片石墨分離，指出易應力、拉伸強度、塑性和韌性是灰鑄鐵比鋼低得多，但抗壓強度與鋼、鑄鐵件在鑄鐵的機械性能是最差的。同時，對灰鑄鐵基體的力學性能有一定的影響，鐵素體基體石墨板厚的灰鑄鐵，硬度和強度最低，較少應用；石墨細珠光體灰鑄鐵、高強度和硬度，主要用來做更重要的鑄件；鐵氧體石墨片珠光體灰鑄鐵珠光體鑄鐵稍厚，不是表現為珠光體灰鑄鐵為好。因此，大多數工業(yè)用途的珠光體基體灰鑄鐵。 經過反復比較、HT200更合適。 2.2毛坯形狀及尺寸 毛坯的形狀和尺寸主要由零件組成表面的形狀、結構、尺寸及加工余量等因素確定的，并盡量與零件相接

12、近，以達到減少機械加工的勞動量，力求達到少或無切削加工。但是，由于現有毛坯制造技術及成本的限制，以及產品零件的加工精度和表面質量要求愈來愈來高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通過機械加工達到零件的技術要求。毛坯尺寸與零件圖樣上的尺寸之差稱為毛坯余量。鑄件公稱尺寸所允許的最大尺寸和最小尺寸之差稱為鑄件尺寸公差。毛坯余量與毛坯的尺寸、部位及形狀有關。 三 擬定加工工藝路線 3.1 基準的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇的正確合理，可以使加工質量得到保證，生產率得到提高。否則，加工工藝過程中會問題百出。 3.1.1粗基準選擇 粗基準選擇應當滿足

13、以下要求： （1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 （2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 （3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4） 應盡可能選擇

14、平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。 （5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產是非常重要的。先選取端面為定位基準，利用V型塊為定位元件。 3.1.2 精基準的選擇 精基準的選擇應滿足以下原則： 1)為了保證零件各個加工面都能分配到足夠的加工余量，應選加工余量最小的面為精基準。 　2)為了保證零件上加工面與不加工面的相對位置要求，應選不加工面為粗基準。當零件上有幾個加工面，應

15、選與加工面的相對位置要求高的不加工面為精基準。 　3)為了保證零件上重要表面加工余量均勻，應選重要表面為粗基準。零件上有些重要工作表面，精度很高，為了達到加工精度要求，在粗加工時就應使其加工余量盡量均勻。 　4)為了使定位穩(wěn)定、可靠，應選毛坯尺寸和位置比較可靠、平整光潔面作粗基準。作為粗基準的面應無鍛造飛邊和鑄造澆冒口、分型面及毛刺等缺陷，用夾具裝夾時，還應使夾具結構簡單，操作方便。 　5) 精基準應盡量避免重復使用，特別是在同一尺寸方向上只允許裝夾使用一次。因粗基準是毛面，表面粗糙、形狀誤差大，如果二次裝夾使用同一精基準，兩次裝夾中加工出的表面就會產生較大的相互位置誤差。 以孔（一面

16、2銷）為定位精基準，加工其它表面及孔。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。 3.2 制定工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。通過仔細考慮零件的技術要求后，制定以下工藝方案： 工序號 工序名稱 工序內容 5 鑄 造 清除澆冒口 10 熱處理 人工時效，消除內應力 15 上底漆 噴沙，上底漆 20 粗 車 119.5、φ35、φ30留余量 25 粗 車 119.5、115.5、φ120、φ52、φ46、φ35留

17、余量 30 精 銑 精銑φ42孔所在的端面，48±0.05、93.5到尺寸 35 精 銑 精銑φ88孔所在的面，96到尺寸 40 精 銑 104到尺寸 45 粗 車 φ88、φ62、φ60、φ42留余量 50 精 車 φ60、φ35、φ30、2.5到尺寸，119.5留余量，倒角 55 精 車 119.5、115.5、φ120、φ52、φ46、φ35及倒角到尺寸 60 精 車 φ88、φ62、φ60、φ42及倒角到尺寸 65 鉆 孔、攻絲 K向圖中3-M5螺紋底孔、攻絲 70 鉆 孔 E向圖中面4-φ9 75 鉆 孔、攻絲 鉆F向圖中

18、4-φ14孔，4-M6螺紋底孔、攻絲 80 鉆 孔 3個耳朵上的孔3-φ5.5 四 切削用量及工時計算 工序：精銑φ42孔所在的端面，48±0.05、93.5到尺寸 1. 刀具的確定 刀具選取高速鋼端銑刀，根據標準采用刀片YG8, ，，，。 2. 銑削用量的確定 1） 銑削深度的確定 由于加工余量不大，因此也可以一次完成加工 2） 每次進給量及切削速度的計算的確定 根據X51立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。 查標可得出 ，則 根據標準選擇機床轉速＝750 當＝750r/min時 根據標準選擇機床轉速 3

19、） 工時的計算 切削工時的計算：，，，則機動工時為 工序：精銑φ88孔所在的面，96到尺寸 1. 刀具的確定 刀具選取不重磨損硬質合金端銑刀，根據標準采用刀片YG8, ，，，。 2. 銑削用量的確定 1）銑削深度的確定 由于加工余量不大，因此也可以一次完成加工 2） 每次進給量及切削速度的計算的確定 根據X51立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。 查標可得出 ，則 根據標準選擇機床轉速＝750 當＝750r/min時 根據標準選擇機床轉速 3） 工時的計算 切削工時的計算：，，，則機動工時為 . 工序：E向圖中

20、面4-φ9 機床：Z525立式鉆床 刀具：根據《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆鉆頭Φ9 1)進給量 取f=0.13mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=30m/min 3)確定機床主軸轉速　　 ns== 1194r/min 與1194r/min相近的機床轉速為1450r/min?，F選取=1450r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=60mm; =4mm; =3mm; t t= ==0.3

21、55min 工序：鉆F向圖中4-φ14孔，4-M6螺紋底孔、攻絲 選用高速鋼錐柄麻花鉆螺紋底孔（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 按機床選取 基本工時： min 攻螺紋M6mm： 選擇M6mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機床選取 基本工時： 工序：鉆3-Ф5.5均布孔 機床：Z525立式鉆床 刀具：根據《機械加工工藝手冊》表10-61選取高速鋼麻花鉆鉆頭Φ5.5

22、1)進給量 取f=0.15mm/r 2)切削速度　　V=24~34m/min. 取V=25m/min 3)確定機床主軸轉速　　 ns== 638r/min 與638r/min相近的機床轉速為700r/min。現選取=700r/min。 所以實際切削速度== 5) 切削工時，按《工藝手冊》表6.2-1。 　 t=i ;其中l(wèi)=60mm; =4mm; =3mm; t= ==0.53min 五 夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 由指導老師的分配，決定設計第30道工序的精銑φ42孔所在的端面，48±0.05、9

23、3.5到尺寸的銑床夾具。 。 5.1 問題的提出 本夾具主要用于精銑φ42孔所在的端面，48±0.05、93.5到尺寸，本道工序加工精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產效率上，精度則不予考慮。 5.2 定位基準的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。 我們使用端面和Φ52孔和側面作為定位基準，端

24、面限制三自由度，半軸限制到兩個自由度，支撐釘限制一個自由度，這樣的空間限制共六個自由度。 為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定采用開口墊圈作為緊固裝置。 本夾具采用平面和孔定位，一面兩銷經典的定位方式，采用半軸和支撐釘定位，定位元件如下圖： 半軸如下圖5-1： 圖5-1 支撐釘如下圖5-2： 圖5-2 5.3夾緊方案的設計 本夾具采用一面兩銷定位，限制空間的6個自由度，同時采用開口墊圈夾緊工件即可滿足要求。 開口墊圈如下圖5-3： 圖5-3 5.4切削力及夾緊力計算 （1）刀具： 采用端銑刀 φ31mm z=24 機床： x51立式銑床

25、 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系數 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計算切削力時，須把安全系數考慮在內。 安全系數 K= 其中：為基本安全系數1.5 為加工性質系數1.1 為刀具鈍化系數1.1 為斷續(xù)切削系數1.1 所以 （2）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由

26、 其中f為夾緊面上的摩擦系數，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=12mm，材料45鋼 性能級數為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘的強度校核：螺釘的許用切應力為 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，使用快速螺旋定位機構快速人工夾緊，調節(jié)夾緊力調節(jié)裝置，即可指定可靠

27、的夾緊力 5.5定位誤差分析 (1)移動時基準位移誤差 （式5-5） 式中： ———— 半軸孔的最大偏差 ———— 半軸孔的最小偏差 ————半軸定位孔與定位銷最小配合間隙 代入（式5-5）得： = = (2) 轉角誤差 （式5-6） 式中： ———— 半軸孔的最大偏差 ———— 半軸孔的最小偏差

28、 ———— 半軸定位孔與定位銷最小配合間隙 ———— 支撐釘孔的最大偏差 ———— 支撐釘孔的最小偏差 ———— 支撐釘定位孔與定位銷最小配合間隙 其中： 則代入（式5-6）得： 則： 經檢驗合格 5.6夾具設計及操作簡要說明 采用開口墊圈夾緊工件，采用半軸和支撐釘定位，限制空間的六個自由度，即可滿足要求，整個夾具設計整體上本著簡單操作方便的原則，裝卸方便，可以大大提高加工效率。 總 結 這次設計是大學學習中最重要的一門科目，它要求我們把大學

29、里學到的所有知識系統的組織起來，進行理論聯系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質量、機床夾具設計、機械制造工藝學等專業(yè)知識有機的結合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產實踐的需要，將各種理論與生產實踐相結合，來完成本次設計。 這次設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現,提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學完大學所學的所有專業(yè)課及生產實習的一次理論與實踐相結合的綜合訓練。這次畢業(yè)設計使我以前所掌握的關于零件加工方面有了更加系統化和深入合理化

30、的掌握。比如參數的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運用設計與工藝等方面的知識； 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結合時，理論與實踐也存在差異。 回顧起此次設計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實踐，在整整一學期的日子里，可以說學到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次畢業(yè)設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正的實用，在生產過程中得

31、到應用。在設計的過程中遇到了許多問題，當然也發(fā)現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設計，讓自己把以前所學過的知識重新復習了一遍。 這次設計雖然順利完成了，也解決了許多問題，也碰到了許多問題，老師的辛勤指導下，都迎刃而解。同時，在老師的身上我也學得到很多額外的知識，在此我表示深深的感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位教研室指導老師再次表示忠心的感謝！ 致 謝 這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和

32、重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。 這次設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也

33、是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻 1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機械制造工藝設計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上海科學技術出版社出版，1983年 4.機床夾具設計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上海科學技術出版社出版，1990年 5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術出版社，1981年10月 6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年 第 24 頁 共 29 頁